), pretpostavili smo da je aktivni otpor ovog kruga nula.

Međutim, u stvarnosti, i sama žica zavojnice i spojne žice imaju, iako mali, ali aktivni otpor, pa krug neizbježno troši energiju izvora struje.

Stoga je pri određivanju ukupnog otpora vanjskog kruga potrebno zbrojiti njegove reaktivne i aktivne otpore. Ali nemoguće je dodati ova dva različita po prirodi otpora.

U ovom slučaju, impedancija kruga na izmjeničnu struju nalazi se geometrijskim zbrajanjem.

Izgrađen je pravokutni trokut (vidi sliku 1), čija je jedna strana vrijednost induktivnog otpora, a druga vrijednost aktivnog otpora. Željena impedancija kruga određena je trećom stranom trokuta.

Slika 1. Određivanje impedancije strujnog kruga koji sadrži induktivni i aktivni otpor

Impedancija strujnog kruga označava se latiničnim slovom Z i mjeri se u omima. Iz konstrukcije se vidi da je ukupni otpor uvijek veći od induktivnog i aktivnog otpora uzetih zasebno.

Algebarski izraz za ukupni otpor kruga je:

gdje Z - ukupni otpor, R - aktivni otpor, XL - induktivni otpor kruga.

Na ovaj način, ukupni otpor kruga na izmjeničnu struju, koji se sastoji od aktivnog i induktivnog otpora, jednak je kvadratnom korijenu zbroja kvadrata aktivnog i induktivnog otpora ovog kruga.

Za takav krug, to će biti izraženo formulom I = U / Z, gdje je Z ukupni otpor kruga.

Analizirajmo sada koliki će biti napon ako krug, uz i i fazni pomak između struje i na induktivitetu, ima i relativno veliki aktivni otpor. U praksi takav sklop može biti npr. krug koji sadrži induktor sa željeznom jezgrom namotan iz tanke žice (visokofrekventna prigušnica).

U ovom slučaju, fazni pomak između struje i napona više neće biti četvrtina perioda (kao što je to bio u krugu samo s induktivnim otporom), nego mnogo manji; a što je veći otpor, to će biti manji pomak faze.

Slika 2. Struja i napon u krugu koji sadrži R i L

Sada on sam nije u antifazi s naponom izvora struje, budući da je pomaknut u odnosu na napon ne za polovicu perioda, već manje. Osim toga, napon koji stvara izvor struje na stezaljkama zavojnice nije jednak EMF-u samoindukcije, već je veći od njega za iznos pada napona u aktivnom otporu žice zavojnice. Drugim riječima, napon na zavojnici se sastoji, takoreći, od dvije komponente:

u L je reaktivna komponenta napona, koja uravnotežuje učinak EMF-a samoindukcije,

u R je aktivna komponenta napona koji će prevladati aktivni otpor strujnog kruga.

Kada bismo serijski sa zavojnicom spojili veliki aktivni otpor, fazni pomak bi se toliko smanjio da bi strujna sinusoida gotovo sustigla sinusoidu napona i fazna razlika između njih bila bi jedva primjetna. U ovom slučaju, amplituda člana i, bila bi veća od amplitude člana.

Na isti način možete smanjiti fazni pomak, pa čak i potpuno ga smanjiti na nulu ako na neki način smanjite frekvenciju generatora. Smanjenje frekvencije dovest će do smanjenja EMF-a samoindukcije i, posljedično, do smanjenja faznog pomaka između struje i napona u krugu uzrokovanog time.

Snaga izmjeničnog kruga koji sadrži induktor

Krug izmjenične struje koji sadrži zavojnicu ne troši energiju izvora struje i da u krugu dolazi do procesa izmjene energije između generatora i kruga.

Analizirajmo sada kako će biti sa snagom koju troši takav sklop.

Snaga koja se troši u krugu izmjenične struje jednaka je umnošku struje i napona, ali budući da su struja i napon promjenjive veličine, snaga će također biti promjenjiva. U ovom slučaju možemo odrediti vrijednost snage za svaki trenutak u vremenu ako trenutnu vrijednost pomnožimo s vrijednošću napona koja odgovara danom trenutku u vremenu.

Da bismo dobili graf snage, moramo pomnožiti vrijednosti pravocrtnih segmenata koji određuju struju i napon u različito vrijeme. Takva konstrukcija prikazana je na sl. 3, a. Isprekidana valovita krivulja p pokazuje nam kako se mijenja snaga u krugu izmjenične struje koji sadrži samo induktivnu reaktanciju.

Prilikom konstruiranja ove krivulje korišteno je sljedeće algebarsko pravilo množenja: Kada se pozitivna vrijednost pomnoži s negativnom, dobiva se negativna vrijednost, a kada se pomnože dvije negativne ili dvije pozitivne vrijednosti, dobiva se pozitivna vrijednost.

Na sl. Slika 4 prikazuje graf snage za krug koji sadrži i induktivni i aktivni otpor. U tom slučaju dolazi i do obrnutog prijenosa energije iz kruga na izvor struje, ali u znatno manjoj mjeri nego u krugu s jednom induktivnom reaktancijom.

Uzimajući u obzir gornje grafove snage, dolazimo do zaključka da samo fazni pomak između struje i napona u krugu stvara "negativnu" snagu. U ovom slučaju, što je veći fazni pomak između struje i napona u krugu, to će krug biti manje potrošnje energije, i obrnuto, što je manji pomak faze, to je veća snaga koju troši strujni krug.

§ 54. Induktivitet u krugu izmjenične struje

Prolazak električne struje kroz vodič ili zavojnicu popraćen je pojavom magnetskog polja. Razmotrimo električni krug izmjenične struje (slika 57, a), koji uključuje induktivnu zavojnicu, koja ima mali broj zavoja žice relativno velikog presjeka, čiji se aktivni otpor može smatrati gotovo jednakim nuli.
Pod utjecajem e. itd. sa. generatora u krugu teče izmjenična struja, pobuđujući izmjenični magnetski tok. Taj tok prelazi "vlastite" zavoje zavojnice i u njemu nastaje elektromotorna sila samoindukcije.

gdje L- induktivnost svitka;
- brzina promjene struje u njemu.
Elektromotorna sila samoindukcije, prema Lenzovom pravilu, uvijek se suprotstavlja uzroku koji ju uzrokuje. Od e. itd. sa. samoindukcija uvijek djeluje protiv promjena izmjenične struje uzrokovane e. itd. sa. generator, ometa prolaz izmjenične struje. U proračunima se to uzima u obzir induktivnim otporom koji je označen X L a mjeri se u omima.

Dakle, induktivna reaktancija zavojnice X L, ovisi o vrijednosti e. itd. sa. samoindukcija, pa stoga i ona, poput e. itd. sa. samoindukcija, ovisi o brzini promjene struje u zavojnici (o frekvenciji ω) i o induktivnosti zavojnice L

X L = ω L, (58)

gdje X L- induktivni otpor, ohm;
ω - kutna frekvencija izmjenične struje, rad / sek;
L- induktivnost zavojnice, gn.
Budući da je kutna frekvencija izmjenične struje ω = 2π f, zatim induktivna reaktancija

X L= 2π f L, (59)

gdje f- AC frekvencija, hz.

Primjer. Zavojnica s induktivitetom L = 0,5 gn, spojen na izvor izmjenične struje, čija je frekvencija f = 50 hz... Definirati:
1) induktivna reaktancija zavojnice na frekvenciji f = 50 hz;
2) induktivna reaktancija ovog svitka na izmjeničnu struju čija je frekvencija f = 800 hz.
Riješenje . AC induktivni otpor na f = 50 hz

X L= 2π f L= 2 3,14 50 0,5 = 157 ohm.

Na trenutnoj frekvenciji f = 800 hz

X L= 2π f L= 2 3,14 800 0,5 = 2512 ohm.

Ovaj primjer pokazuje da induktivna reaktancija svitka raste s frekvencijom izmjenične struje koja kroz nju teče. Kako se frekvencija struje smanjuje, induktivni otpor se smanjuje. Za istosmjernu struju, kada se struja u zavojnici ne mijenja i magnetski tok ne prelazi njegove zavoje, npr. itd. sa. ne dolazi do samoindukcije, induktivna reaktancija zavojnice X L jednaka je nuli. DC induktor je samo otpor

Otkrijmo kako se z mijenja. itd. sa. samoindukcija, kada kroz induktor teče izmjenična struja.
Poznato je da uz konstantan induktivitet zavojnice e. itd. sa. samoindukcija ovisi o brzini promjene jačine struje i uvijek je usmjerena prema uzroku koji ju je uzrokovao.
Na grafikonu (slika 57, c) izmjenična struja je prikazana kao sinusoida (puna linija). U prvom tromjesečju razdoblja struja raste od nule do maksimalne vrijednosti. Elektromotorna sila samoindukcije e c, prema Lenzovom pravilu, sprječava povećanje struje u strujnom krugu. Dakle, grafikon (isprekidana linija) pokazuje da EU u ovom trenutku ima negativnu vrijednost. U drugoj četvrtini razdoblja struja u zavojnici pada na nulu. U ovom trenutku, e. itd. sa. samoindukcija mijenja svoj smjer i povećava se, sprječavajući smanjenje jačine struje. U trećem tromjesečju razdoblja struja mijenja smjer i postupno raste do svoje maksimalne vrijednosti; e. itd. sa. samoindukcija ima pozitivnu vrijednost i dalje, kada se struja smanji, e. itd. sa. samoindukcija opet mijenja svoj smjer i opet sprječava smanjenje struje u krugu.

Iz rečenog proizlazi da struja u strujnom krugu i e. itd. sa. samoindukcije su izvan faze. Struja je ispred e. itd. sa. samoindukcija u fazi za četvrtinu perioda ili za kut φ = 90 °. Također treba imati na umu da je u krugu s induktivitetom koji ne sadrži r, u svakom trenutku vremena elektromotorna sila samoindukcije usmjerena prema naponu generatora U... U tom smislu, napetost i e. itd. sa. samoindukcija e c su također za 180 ° van faze jedno u odnosu na drugo.
Iz prethodno navedenog slijedi da u krugu izmjenične struje koji sadrži samo induktivitet, struja zaostaje za naponom koji generiše generator za kut φ = 90 ° (za četvrtinu perioda) i ispred e. itd. sa. samoindukcija na 90°. Također možete reći da je u induktivnom krugu napon za 90 ° van faze sa strujom.
Izgradimo vektorski dijagram struje i napona za krug izmjenične struje s induktivnim otporom. Da bismo to učinili, odgađamo trenutni vektor ja vodoravno u našem odabranom mjerilu (slika 57, b.)
Kako bismo na vektorskom dijagramu pokazali da je napon ispred struje u fazi za kut φ = 90°, odgodimo vektor napona U gore pod kutom od 90°. Ohmov zakon za krug s induktivitetom može se izraziti na sljedeći način:

Treba naglasiti da postoji značajna razlika između induktivnog i aktivnog otpora na izmjeničnu struju.
Kada je otporno opterećenje spojeno na alternator, otpornik nepovratno troši energiju.
Ako je na izvor izmjenične struje spojena induktivna reaktancija r= 0, tada se njegova energija, dok se struja povećava, troši na pobuđivanje magnetskog polja. Promjena u ovom polju uzrokuje pojavu e. itd. sa. samoindukcija. Sa smanjenjem jakosti struje, energija pohranjena u magnetskom polju, zbog rezultirajućeg e. itd. sa. samoindukcija se vraća natrag u generator.
U prvoj četvrtini razdoblja struja u krugu s induktivitetom raste i energija izvora struje se akumulira u magnetskom polju. U ovom trenutku, e. itd. sa. samoindukcija je usmjerena protiv stresa.
Kada jačina struje dosegne svoju maksimalnu vrijednost i počne se smanjivati ​​u drugom tromjesečju razdoblja, tada e. itd. sa. samoindukcija, nakon promjene smjera, nastoji održati struju u krugu. Pod utjecajem e. itd. sa. samoindukcije, energija magnetskog polja se vraća izvoru energije – generatoru. Generator u ovom trenutku radi u načinu rada motora, pretvarajući električnu energiju u mehaničku energiju.
U trećoj četvrtini razdoblja struja u strujnom krugu pod utjecajem e. itd. sa. generator se povećava, a struja teče u suprotnom smjeru. U tom trenutku energija generatora se ponovno akumulira u polju magnetske induktivnosti.
U četvrtoj četvrtini razdoblja struja u krugu opada, a energija akumulirana u magnetskom polju kada je izložena e. itd. sa. samoindukcija se ponovno vraća u generator.
Dakle, u prvoj i trećoj četvrtini svakog razdoblja, alternator troši svoju energiju u strujnom krugu s induktivitetom za stvaranje magnetskog polja, a u drugoj i četvrtoj četvrtini svakog razdoblja energija pohranjena u magnetskom polju zavojnice kao rezultat rezultirajuće emisije. itd. sa. samoindukcije, vraća se natrag u generator.
Iz ovoga proizlazi da induktivno opterećenje, za razliku od aktivnog, u prosjeku ne troši energiju koju generiše generator, a u krugu s induktivnošću energija se "pumpa" od generatora do induktivnog opterećenja i obrnuto, odnosno dolazi do energetskih fluktuacija.
Iz navedenog slijedi da je induktivna reaktancija reaktancija. U krugu koji sadrži reaktanciju, energija fluktuira od generatora do opterećenja i obrnuto.

1 Pravi i idealni izvori e-pošte energije. Supstitucijske sheme... Svaki izvor električne energije pretvara druge vrste energije (mehaničku, svjetlosnu, kemijsku itd.) u električnu energiju. Struja u izvoru električne energije je usmjerena iz negativnog u pozitivno zbog vanjskih sila zbog vrste energije koju izvor pretvara u električnu energiju. Pravi izvor električne energije u analizi električnih krugova može se predstaviti ili kao izvor napona ili kao izvor struje. Ovo je prikazano u nastavku na primjeru obične baterije.

Riža. 14. Prikaz stvarnog izvora električne energije kao izvora napona ili kao izvora struje

Metode predstavljanja stvarnog izvora električne energije razlikuju se jedna od druge u ekvivalentnim krugovima (projektni krugovi). Na sl. 15, pravi izvor je predstavljen (zamijenjen) krugom izvora napona, a na Sl. 16 pravi izvor je predstavljen (zamijenjen) strujnim izvorom strujnog kruga.

Kao što se može vidjeti iz dijagrama na sl. 15 i 16, svaki od krugova ima idealan izvor (napon ili struju) i vlastiti unutarnji otpor r HV. Ako je unutarnji otpor izvora napona nula (r VN = 0), ispada idealan izvor napona(EMF izvor). Ako je unutarnji otpor izvora struje beskonačno visok (r HV = ), ispada idealan izvor struje(izvor pogonske struje). Dijagrami idealnog izvora napona i idealnog izvora struje prikazani su na Sl. 17 i 18. Imajte na umu da ćemo idealan izvor struje označiti slovom J. 2. AC krugovi. Jednofazna izmjenična struja. Osnovne karakteristike, frekvencije faza, početna faza.IZMJENIČNA JEDNOFAZNA STRUJA. Struja koja se u vremenu mijenja u vrijednosti i smjeru naziva se izmjenična. U praksi se povremeno koriste iz izmjenična struja koja se mijenja prema sinusoidnom zakonu (slika 1.) Sinusoidne veličine karakteriziraju sljedeći glavni parametri: period, frekvencija, amplituda, početna faza ili fazni pomak.

Razdoblje(T) je vrijeme (s) tijekom kojeg varijabla potpuno oscilira. Frekvencija- broj perioda u sekundi. Mjerna jedinica za frekvenciju je Hertz (skraćeno Hz), 1 Hz jednak je jednoj oscilaciji u sekundi. Razdoblje i učestalost su povezani T = 1 / f. Mijenjajući se tijekom vremena, sinusna vrijednost (napon, struja, EMF) poprima različite vrijednosti. Vrijednost količine u danom trenutku naziva se trenutna. Amplituda- najveća vrijednost sinusne vrijednosti. Amplitude struje, napona i EMF-a označene su velikim slovima s indeksom: I m, U m, E m, a njihove trenutne vrijednosti - malim slovima i, u, e... Trenutačna vrijednost sinusoidalne vrijednosti, na primjer struje, određena je formulom i = I m sin (ωt + ψ), gdje je ωt + ψ fazni kut koji određuje vrijednost sinusne vrijednosti u danom trenutku ; ψ je početna faza, odnosno kut koji određuje vrijednost veličine u početnom trenutku vremena. Sinusoidne veličine koje imaju istu frekvenciju, ali različite početne faze nazivaju se fazno pomaknute.

3 Na sl. 2 prikazani su grafikoni sinusoidnih veličina (struja, napon), fazno pomaknutih. Kada su početne faze dviju veličina jednake ψ i = ψ u, tada je razlika ψ i - ψ u = 0 i stoga nema faznog pomaka φ = 0 (slika 3). Učinkovitost mehaničkog i toplinskog djelovanja izmjenične struje procjenjuje se njenom efektivnom vrijednošću. Djelotvorna vrijednost izmjenične struje jednaka je vrijednosti istosmjerne struje koja će u vremenu jednakom jednom periodu izmjenične struje u istom otporu osloboditi istu količinu topline kao i izmjenična struja. Efektivna vrijednost je navedena velikim slovima bez indeksa: Ja, U, E. Riža. 2 Grafovi sinusoidne struje i napona s faznim pomakom. Riža. 3 Sinusoidni dijagrami struje i napona u fazi

Za sinusoidne vrijednosti, efektivne i amplitudne vrijednosti povezane su relacijama:

I = I M / √2; U = U M / √2; E = E M √2. Djelotvorne vrijednosti struje i napona mjere se ampermetrima i izmjeničnim voltmetrima, a prosječna vrijednost snage mjeri se vatmetrima.

4 Učinkovita (djelotvorna) vrijednostsnagunaizmjenična struja naziva se količina istosmjerne struje čije će djelovanje proizvesti isti rad (toplinski ili elektrodinamički učinak) kao i razmatrana izmjenična struja tijekom jednog razdoblja. U suvremenoj literaturi češće se koristi matematička definicija ove vrijednosti – efektivna vrijednost izmjenične struje. Drugim riječima, efektivna vrijednost struje može se odrediti formulom:

.

Za fluktuacije harmonijske struje

5 Formula induktivne reaktancije:

gdje je L induktivnost.

Formula kapacitivnog otpora:

gdje je C kapacitet.

Predlažemo da razmotrimo krug izmjenične struje, u koji je uključen jedan aktivni otpor, i nacrtamo ga u bilježnicama. Nakon provjere slike, kažem vam da u električnom krugu (slika 1, a) pod djelovanjem izmjeničnog napona teče izmjenična struja čija promjena ovisi o promjeni napona. Ako napon raste, struja u strujnom krugu raste, a kada je napon nula, u strujnom krugu nema struje. Promjena njegova smjera također će se podudarati s promjenom smjera napona.

(slika 1, c).

Slika 1. AC krug s aktivnim otporom: a - dijagram; b - vektorski dijagram; c - valni dijagram

Na ploči grafički prikazujem sinusoide struje i napona, koji su u fazi, objašnjavajući da, iako se period i frekvencija oscilacija, kao i maksimalne i efektivne vrijednosti, mogu odrediti iz sinusoida, ipak je prilično teško izgraditi sinusoida. Jednostavniji način predstavljanja vrijednosti struje i napona je vektorski. Za to se vektor naprezanja (u mjerilu) treba nacrtati udesno od proizvoljno odabrane točke. Učitelj poziva učenike da sami odgode vektor struje, podsjećajući da su napon i struja u fazi. Nakon konstruiranja vektorskog dijagrama (sl. 1, b) treba pokazati da je kut između vektora napona i struje jednak nuli, tj.? = 0. Struja u takvom krugu bit će određena Ohmovim zakonom: 2. pitanje... AC krug s induktivnim otporom Razmotrimo električni krug izmjenične struje (slika 2, a), koji uključuje induktivnu reaktanciju. Takav otpor je zavojnica s malim brojem zavoja žice velikog presjeka, u kojoj se smatra da je aktivni otpor jednak 0.

Riža. 2. AC krug s induktivnim otporom

Oko zavoja zavojnice tijekom prolaska struje stvorit će se izmjenično magnetsko polje koje inducira emf samoindukcije u zavojima. Prema Lenzovom pravilu, edi indukcije uvijek se suprotstavlja uzrok koji ju uzrokuje. A budući da je eda samoindukcije uzrokovana promjenama izmjenične struje, ona također sprječava njezin prolazak. Otpor uzrokovan samoindukcijom naziva se induktivnim i označava se slovom x L. Induktivni otpor zavojnice ovisi o brzini promjene struje u zavojnici i njezinoj induktivnosti L: gdje je X L induktivni otpor, Ohm; - kutna frekvencija izmjenične struje, rad / s; L je induktivitet zavojnice, G.

Kutna frekvencija ==,

stoga, .

Kapacitivni otpor u krugu izmjenične struje. Prije početka objašnjenja treba se podsjetiti da postoji niz slučajeva kada u električnim krugovima, osim aktivnih i induktivnih otpora, postoji i kapacitivni otpor. Uređaj dizajniran za pohranjivanje električnih naboja naziva se kondenzator. Najjednostavniji kondenzator su dvije žice odvojene slojem izolacije. Prema tome, nasukane žice, kabeli, namoti motora itd. imaju kapacitivni otpor. Objašnjenje je popraćeno prikazom kondenzatora različitih tipova i kapaciteta s njihovim spajanjem u električni krug. Predlažem da razmotrimo slučaj kada u električnom krugu prevladava jedan kapacitivni otpor, a aktivni i induktivni mogu se zanemariti zbog njihovih malih vrijednosti (slika 6, a). Ako je kondenzator uključen u istosmjerni krug, tada struja neće teći kroz krug, jer između ploča kondenzatora postoji dielektrik. Ako je kapacitivni otpor spojen na krug izmjenične struje, tada će struja I teći kroz krug, uzrokovana ponovnim punjenjem kondenzatora. Do ponovnog punjenja dolazi jer izmjenični napon mijenja svoj smjer, pa će, stoga, ako na ovaj krug spojimo ampermetar, on će pokazati struju punjenja i pražnjenja kondenzatora. U tom slučaju ni struja ne prolazi kroz kondenzator. Jačina struje koja prolazi u krugu s kapacitivnim otporom ovisi o kapacitivnom otporu kondenzatora Xc i određena je Ohmovim zakonom

gdje je U napon izvora emf, V; Xc - kapacitivni otpor, Ohm; / - jačina struje, A.

Riža. 3. AC krug s kapacitivnim otporom

Kapacitivni otpor, pak, određuje se formulom

gdje je C kapacitivni otpor kondenzatora, F. Predlažem učenicima da naprave vektorski dijagram struje i napona u krugu s kapacitivnim otporom. Podsjetim da je prilikom proučavanja procesa u električnom krugu s kapacitivnim otporom utvrđeno da je struja ispred napona za kut φ = 90 °. Taj fazni pomak struje i napona treba prikazati na valnog dijagrama. Na ploči grafički prikazujem sinusoidu napona (sl. 3, b) i upućujem učenike da samostalno nacrtaju sinusoidu struje na crtežu, vodeći napon pod kutom od 90°.

Znamo da struja samoindukcije zavojnice ide u susret rastućoj struji generatora. Ovaj otpor samoindukcijske struje zavojnice rastućoj struji generatora naziva se induktivna reaktancija.

Da bi se prevladala ova opozicija, troši se dio energije izmjenične struje generatora. Sav taj dio energije u potpunosti se pretvara u energiju magnetskog polja zavojnice. Kada se struja generatora smanji, smanjit će se i magnetsko polje zavojnice, prekidajući zavojnicu i inducirajući samoindukcijsku struju u krugu. Sada će struja samoindukcije ići u istom smjeru kao i opadajuća struja generatora.

Dakle, sva energija koju struja generatora potroši za prevladavanje otpora samoindukcijske struje zavojnice potpuno se vraća u krug u obliku energije električne struje. Stoga je induktivna reaktancija reaktivna, odnosno ne uzrokuje nenadoknadive gubitke energije.

Mjerna jedinica za induktivnu reaktanciju je Ohm

Induktivni otpor je označen s X L.

X- označava reaktanciju, a L označava induktivnu reaktanciju.

f- frekvencija Hz, L- induktivnost HH zavojnice, X L- induktivna reaktancija Ohm

Odnos između faza U i I na X L

Budući da je aktivni otpor zavojnice prema uvjetu jednak nuli (čisto induktivni otpor), tada sav napon koji generator primjenjuje na zavojnicu ide na prevladavanje e. itd. sa. samoindukcijska zavojnica. To znači da je graf napona koji generator primjenjuje na zavojnicu po amplitudi jednak grafikonu e. itd. sa. samoindukcije zavojnice i s njom je u antifazi.

Napon koji generator primjenjuje na čisto induktivni otpor i struja koja dolazi iz generatora pomoću čisto induktivnog otpora su fazno pomaknuti za 90 0, t.j. To jest, napon je ispred struje za 90 0.

Prava zavojnica, osim induktivnog otpora, ima i aktivni otpor. Ove otpore treba smatrati spojenim u seriju.

Na aktivnom otporu zavojnice, napon koji primjenjuje generator i struja koja dolazi iz generatora su u fazi.

Na čisto induktivnoj reaktanciji, napon koji primjenjuje generator i struja koja dolazi iz generatora pomiču se u fazi za 90 0. Napon je ispred struje za 90 0. Rezultirajući napon koji generator primjenjuje na zavojnicu određuje se pravilom paralelograma.

kliknite na sliku za povećanje

Rezultirajući napon koji generator primjenjuje na zavojnicu uvijek je ispred struje za kut manji od 90 0.

Vrijednost kuta φ ovisi o vrijednostima aktivnog i induktivnog otpora zavojnice.

O rezultirajućem otporu zavojnice

Rezultirajući otpor svitka ne može se pronaći zbrajanjem vrijednosti njegove aktivne i reaktancije.

Rezultirajući otpor zavojnice Z je

Postoje dvije vrste - aktivni i reaktivni. Aktivni su otpornici, žarulje sa žarnom niti, grijaći svici itd. Drugim riječima, svi elementi u kojima struja koja teče izravno obavlja koristan rad ili, u određenom slučaju, uzrokuje željeno zagrijavanje vodiča. Zauzvrat, reaktivan je krovni pojam. Podrazumijeva se kao kapacitivni i induktivni otpor. U elementima strujnog kruga, koji imaju reaktanciju, tijekom prolaska električne struje događaju se različite međupretvorbe energije. Kondenzator (kapacitet) akumulira naboj, a zatim ga daje krugu. Drugi primjer je induktivna reaktancija zavojnice, u kojoj se dio električne energije pretvara u magnetsko polje.

Zapravo, ne postoje "čisti" aktivni ili reaktivni otpori. Suprotna komponenta je uvijek prisutna. Na primjer, pri izračunu žica za dalekovode, uzimaju u obzir ne samo već i kapacitivnu. A kada razmatrate induktivnu reaktanciju, morate imati na umu da i vodiči i napajanje vrše vlastite prilagodbe proračunima.

Određivanje ukupnog otpora dijela strujnog kruga, potrebno je dodati aktivnu i reaktivnu komponentu. Štoviše, uobičajenim matematičkim djelovanjem nemoguće je dobiti izravni zbroj, stoga se koristi geometrijska (vektorska) metoda zbrajanja. Konstruiran je pravokutni trokut čija dva kraka predstavljaju aktivni i induktivni otpor, a hipotenuza je ukupna. Duljine segmenata odgovaraju efektivnim vrijednostima.

Razmotrimo induktivnu reaktanciju u krugu izmjenične struje. Zamislite jednostavan krug koji se sastoji od napajanja (EMF, E), otpornika (otporna komponenta, R) i zavojnice (induktivitet, L). Budući da induktivni otpor nastaje zbog EMF-a samoindukcije (E si) u zavojima zavojnice, očito je da raste s povećanjem induktiviteta kruga i povećanjem vrijednosti struje koja teče duž strujni krug.

Ohmov zakon za takav sklop izgleda ovako:

E + E si = I * R.

Odredivši derivaciju struje iz vremena (I pr), možete izračunati samoindukciju:

E si = -L * I pr.

Znak "-" u jednadžbi označava da je djelovanje E si usmjereno protiv promjene trenutne vrijednosti. Lenzovo pravilo kaže da se pri svakoj promjeni struje javlja EMF samoindukcije. A budući da su takve promjene u strujnim krugovima prirodne (i stalno se događaju), onda E si čini značajnu opoziciju ili, što je također istina, otpor. Kod izvora napajanja ta ovisnost nije ispunjena, a pri pokušaju spajanja zavojnice (induktiviteta) u takav sklop bi nastao klasični kratki spoj.

Da bi se prevladao E si, izvor energije mora stvoriti takvu potencijalnu razliku na stezaljkama zavojnice tako da je dovoljna barem da nadoknadi otpor E si. Iz čega slijedi:

U mačka = -E si.

Drugim riječima, napon na induktivitetu numerički je jednak elektromotornoj sili samoindukcije.

Budući da se povećanjem struje u krugu stvarajuće vrtložno polje zauzvrat povećava, uzrokujući povećanje protustruje u induktivitetu, možemo reći da postoji fazni pomak između napona i struje. Dakle, slijedi jedna značajka: budući da EMF samoindukcije sprječava bilo kakvu promjenu struje, onda kada se ona poveća (prva četvrtina perioda na sinusoidi), generira se protustrujno polje, ali kada padne (druga četvrtina ), naprotiv, inducirana je struja suusmjerena s glavnom. Odnosno, ako teoretski pretpostavimo postojanje idealnog izvora energije bez unutarnjeg otpora i induktivnosti bez aktivne komponente, tada bi se fluktuacije u energetskom "izvoru - zavojnici" mogle događati neograničeno.